摘要：针对设备农业作物栽培对环境温湿度信息收集的需求，结合GSM无线通讯技能，并以单片机作为操控器，以高精度的数字式温湿度传感器作为丈量设备，规划了一种依据手机短信的设备农业温湿度长途监测体系，完成设备农业温湿度的检测、传输、显现、报警，最终对体系进行了实地功用测验，测验成果表明，体系丈量误差较小，短信收发正常，实用性和牢靠性较高，能够完成设备农业温湿度的监测和报警，具有较高的运用价值。
我国是世界上的设备农业大国，至21世纪初，我国设备农业生产面积已达210万公顷，可是我国设备农业的现代化的开展却比较缓慢，温室农业中农业设备、管控技能等方面都落后于欧美等发达国家。在设备农业生产中，温度和湿度对作物成长十分的重要，直接影响作物的产值和质量。依据杨凌示范区、陕西省部分地区调研数据，新式温湿度监测体系由于本钱昂扬、保护困难、性价比低一级原因运用较少，许多的农户和中小型农业企业大多选用人工检查温度计、湿度计辅导农业生产，不能实时的依据温室环境的改变及时调理温湿度。
跟着核算机技能、传感器技能和通讯技能的快速开展，GSM通讯网络的不断完善，以及手机的广泛运用，研宣布一种经济实惠、功用杰出的、依据手机短信的温室大棚温湿度监测体系是很有必要的。
1 体系结构
本体系使用GSM无线通讯技能，以单片机作为体系操控中心，高精度的数字式温湿度传感器为丈量设备，具有温湿度的显现、存储、报警等功用，当体系检测到环境温湿度改变至要挟到农作物成长时，首要完成声光报警，一起经过GSM模块对预先设置好的手机号码发送短信，及时告诉用户采纳恰当办法防止农作物受损，体系结构如图1所示。
2 体系硬件规划
操控体系硬件电路选用模块化规划办法，包含单片机与GSM短信模块、温湿度模块、液晶显现模块、声光报警模块、数据存储模块、遥控键盘模块等，首要硬件电路如图2所示。
2.1 微处理器模块
本体系微处理器选用STC12C5A60S2单片机，该单片机是单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码彻底兼容传统8051，但速度快8～12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转化。性价比高、抗干扰能力强安稳性更好，可解决本体系的一切运算及操控进程。
2.2 温湿度传感器
依据农业环境现场特色及要求，需求一款性价比高、体积小、呼应活络、丈量精度高的温湿度传感器，因而咱们挑选DHT21型数字式温湿度传感器。
DHT21型数字式温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。内部传感器包含一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高功用8位单片机相衔接，信号传输间隔可达20米以上，具有抗干扰能力强、性价比高级长处。DHT21为4针单排引脚封装，衔接便利，可适用于本体系的温湿度信号的收集。
DHT21型温湿度传感器的DATA引脚用于微处理器与DHT21之间的通讯和同步，选用单总线数据格局，一次通讯时刻5 ms左右，以当时数据传输为40 bit，高位先出。
数据格局：40 bit数据=16 bit湿度数据+16 bit温度数据+8 bit校验和 (1)
温湿度数据核算进程，假定传感器接收到40位数据为：
湿度高8位十湿度低8位+温度高8位+温度低8位=数据的末8位=校验和 (3)
核算：00000001+10011111+00000010+00111011=11011101 (4)
详细温湿度值为：湿度=019FH(十六进制)=415=>湿度=41.5%RH (5)
温度=02.3BH(十六进制)=571=>温度=57.1℃ (6)
2.3 GSM模块
GSM是Global System for Mobile Communications的缩写，意为全球移动通讯体系，是世界上首要的蜂窝体系之一。因而可选用TC35i型GSM模块的短信息发送功用，对温湿度的临界值进行短信报警，使农户及时接收到预警信息。
TC35i型GSM模块是德国SIEMENS(西门子)公司的一款双频900/1800 MHz高度集成的GSM模块，电压规模为直流3.3～4.8 V，休眠状况电流耗费为3.5 mA，闲暇状况为25 mA，发射状况为300mA(均匀).2.5 A峰值;它支撑Text和PDU格局的SMS(Short Message Service，短消息)，可经过AT指令或关断信号完成重启和毛病康复，彻底可满意本体系的短消息发送功用。该模块带有RS232通讯接口，与单片机通讯十分便利，能够快速、安全、牢靠的完成温湿度数据短消息服务。
2.4 LCD显现模块
LCD显现模块选用带中文字库LCD12864液晶显现模块，其作业电压3.0～5.5 V，作业温度0℃～+55℃，分辨率为128×64，内置8192个16×16点汉字，和128个16×8点ASCII字符集，使用该模块灵敏的接口方法和简略、便利的操作指令，可构成全中文的温湿度检测显现模块。
2.5 电源模块
电源模块选用LM7805及AMS1117两个稳压器，供给体系所需求的5 V及3.3 V电源。220 V交流电经过变压、整流、滤涉及LM7805稳压后变成5 V的直流电.AMS1117是一款线性稳压器，能够完成5～3.3 V的转化，运用时在输入和输出端对地接滤波%&&&&&%，电路如图3所示。
3 体系软件规划
程序规划选用模块化规划思路，将程序分为主程序和多个子程序，主程序经过初始化后，进入手动体系日期设置、预留手机号码、温湿度上下限等参数设置规划界面，设置信息完成后程序主动进入温湿度检测子程序运转阶段。首要体系经过传感器将收集到的温湿度参数显现到LCD显现器上，一起与事前设置好的温湿度临界值进行实时比照，假如丈量的参数值没有到达临界值那么延时一段时刻后持续丈量，反之若到达临界值那么当即调用报警子程序驱动声光报警电路并驱动GSM模块向指定的手机预存号码发送短信，操控器可主动将当时的温湿度参数值及提示信息主动修改于短信内，发送给用户手机号码，之后再经过延时使程序返回到主程序上从头检测温湿度参数并以此循环。详细流程图如图4所示。
4 体系功用测验及剖析
结合硬件规划和软件规划，制造调试样机，如图5所示。
调试结束后于2014年11月22日在陕西杨凌五泉某温室大棚进行功用测验。首要经过专业东西设定温度为20℃、湿度为70%RH，实践丈量成果分别是19.8℃、71%RH，温湿度改变状况下呼应时刻10 s，然后设定监测温度规模为：15～25 ℃，湿度规模为：60RH%～85RH%，在温室环境温湿度改变，超越设定值时，声光报警装置作业，报警短信1s内宣布。测验成果表明，本监测体系在实践作业中，运转状况安稳，温湿度丈量误差较小，报警功用正常，较好的到达了规划要求。
5 结束语
文中结合核算机技能、GSM通讯技能及传感器技能，规划了依据手机短信的设备农业温湿度长途监测体系，具有温湿度实时显现、存储、手机短信报警等功用。经过对开宣布的样机进行实验测验，监测体系到达了预期的作用，具有精度高，丈量规模广，适应性强的特色，能够广泛运用于农业或工业环境温湿度丈量中，为用户供给一个简略牢靠、安全经济的温湿度监测渠道。经过后续改善还可完成对外围温湿度调理器的操控，因而本体系即可用于温湿度的检测及操控的根本单元，也能够单纯用于温湿度的监测和报警，具有较高的运用价值。
